首先定义链表节点结构,包含数据域和指针域,并提供构造函数初始化;接着实现头插法和尾插法插入节点,头插法将新节点置于链表头部,尾插法遍历至末尾插入;然后通过遍历操作打印链表内容,删除操作需定位目标节点前驱并安全释放内存;最后在程序结束时调用资源管理函数逐个释放节点,防止内存泄漏。掌握指针操作与边界处理是实现单链表的关键。
在C++中实现单链表,核心是定义节点结构和一系列操作函数。单链表由一系列节点组成,每个节点包含数据域和指向下一个节点的指针。下面详细介绍如何创建和操作单链表。
定义链表节点结构
首先需要定义一个结构体来表示链表中的节点:
struct ListNode { int data; // 数据域,存储整型数据 ListNode* next; // 指针域,指向下一个节点 ListNode(int val) : data(val), next(nullptr) {} // 构造函数 };
这里使用构造函数简化节点创建过程,传入数据值自动初始化指针为空。
创建链表与插入操作
链表通常从空开始构建,通过插入节点逐步扩展。常见插入方式有头插法和尾插法。
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头插法:新节点总插入到链表头部,操作简单但数据逆序。
void insertAtHead(ListNode*& head, int val) { ListNode* newNode = new ListNode(val); newNode->next = head; head = newNode; }
尾插法:新节点插入链表末尾,保持输入顺序。
void insertAtTail(ListNode*& head, int val) { ListNode* newNode = new ListNode(val); if (!head) { head = newNode; return; } ListNode* cur = head; while (cur->next) { cur = cur->next; } cur->next = newNode; }
遍历与删除操作
遍历用于查看链表内容,删除则释放指定节点内存。
遍历打印:
void printList(ListNode* head) { ListNode* cur = head; while (cur) { cout << cur->data << " -> "; cur = cur->next; } cout << "nullptr" << endl; }
按值删除节点:
void deleteByValue(ListNode*& head, int val) { if (!head) return; if (head->data == val) { ListNode* temp = head; head = head->next; delete temp; return; } ListNode* cur = head; while (cur->next && cur->next->data != val) { cur = cur->next; } if (cur->next) { ListNode* temp = cur->next; cur->next = cur->next->next; delete temp; } }
完整示例与资源管理
使用上述函数时,注意动态内存分配后要释放,避免泄漏:
void freeList(ListNode*& head) { while (head) { ListNode* temp = head; head = head->next; delete temp; } }
在main函数中可组合调用这些操作测试功能。例如创建链表、插入元素、打印、删除、再打印验证结果。
基本上就这些。掌握节点定义、指针操作和边界判断(如空链表),就能灵活实现单链表的各种功能。关键是理解指针如何串联节点,以及修改指针时不要丢失后续连接。